На время замены крыши над зданием была установлена металлическая конструкция, снятая в 2010 г. Устная традиция, закреплённая в XVIII в. письменными свидетельствами, связывает создание фресок храма Протата с именем Мануила Панселина. В первый раз Мануил Панселин упоминается в сочинении «Объяснение настенной живописи» (начало XVII в.) и в «Ерминии» иеромонаха Дионисия Фурноаграфиота (около 1730 –1733 гг.), но без указания его как автора фресок Протата. Впервые в этом качестве Михаил Панселин был назван Василием Григорьевичем Григоровичем-Барским (1744 г.) и художником Христофором Жефаровичем (ум. в 1753 г.). Из-за отсутствия сведений о времени жизни Михаила Панселина исследователи XIX – начала XX вв. предлагали датировки фресок храма Протата в пределах XI–XVI вв. В 1917 г. Г. Сотириу указал на сходство этих фресок с росписями парекклисиона Евфимия Великого базилики Димитрия Солунского в Фессалонике, которые были созданы в 1302/1303 г., и отнёс их к началу XIV в. С этой датировкой согласились Г. Милле и А. Ксингопулос. Ряд сербских исследователей и Х. Халленслебен высказали мнение, что фрески храма Протата принадлежат Михаилу Астрапе и Евтихию. В настоящее время эта гипотеза считается устаревшей, хотя и поддерживается отдельными искусствоведами. М. Сотириу и Д. Мурики отметили, что выполненные мастерами Михаилом и Евтихием фрески церквей Пресвятой Богородицы Перивлепты в Охриде (1294–1295 гг.) и Георгия Победоносца в Старо-Нагоричино (1317–1318 гг.) отличаются от росписи храма Протата массивностью, тяжеловесностью фигур, дробными моделировками письма и ярким колоритом с резким контрастом цветовых поверхностей, в результате чего образы приобретают резкость, иногда даже грубоватость, а их напряжённая экспрессия лишена красоты и духовности, которые характерны для ликов на фресках храма Протата. Сходство ряда композиций храма Протата и церквей, расписанных Михаилом и Евтихием, исследователи объясняют использованием общих иконописных образцов. М. Сотириу, сравнив по стилю росписи храма Протата в Карее и церкви Пресвятой Богородицы Перивлепты в Охриде, подчеркнула качественное превосходство первых и предложила датировать их около 1290 г. Эта точка зрения возобладала среди искусствоведов-византинистов. По мнению М. Хадзидакиса, росписи храма Протата послужили образцом для фресок Перивлепты, с чем согласился Е. Цигаридас. Некоторые исследователи отдают предпочтение приблизительной датировке – около 1300 г., которая основана на предполагаемой хронологической близости к выполненным тем же художником росписям 1302/1303 г. парекклисиона Евфимия Великого базилики Димитрия Солунского. Д.Е. Каломиракис связывает создание фресок храма Протата с деятельностью Константинопольского патриарха Афанасия I (1289–1293, 1303–1309 гг.), который прежде был афонским монахом, и императора Андроника II Палеолога (1282–1328 гг.), портретные черты которого он усматривает в изображении равноапостольного Константина I Великого на внутренней стороне арки, ведущей в северо-западный угловой компартимент. Он считает, что Андроник II Палеолог был уподоблён Константину I Великому как защитник веры, а иконографическая программа росписей демонстрирует приверженность православию императора, который восстановил мир в церкви после нестроений, вызванных униатской политикой Михаила VIII Палеолога.